Revista de minería de datos en genómica y proteómica

Abstracto

El papel potencial del plastoma como biomarcador y biosensor mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real

Amita Pandey*, Shifa Chaudhary, Binu Bhat

Los plastidios son orgánulos eucariotas semiautónomos específicos de las plantas que realizan muchas funciones cruciales y críticas, incluyendo la fotosíntesis, la generación de energía, el desarrollo, la percepción del estrés, el almacenamiento, la floración y la maduración de los frutos. Los estudios han demostrado que el número de cloroplastos, un subtipo de plastidio, se ve afectado por el estrés biótico y abiótico y el número de copias de plastomas (PCN), moléculas de ADN circulares presentes en los plastidios, se regula por la etapa de desarrollo y los estímulos ambientales. Este estudio propone por primera vez el uso de PCN como biomarcador y biosensor basado en el análisis de datos de qPCR en tiempo real obtenidos durante un período de dos años utilizando cebadores específicos de ARNt de plastidios de hojas y muestras de pelusa de algodón y muestras de semillas de algodón, arroz, soja, maíz y sésamo. El PCN se puede utilizar porque, a diferencia del ADN nuclear, el PCN está modulado tanto por factores internos como externos; este método no requiere un conocimiento previo de la secuencia del plastoma, ya que los cebadores utilizados son cebadores universales dirigidos al plastoma de todo el género de plantas; el PCN es mucho más alto que el nuclear y el PCN se puede determinar rápidamente mediante ensayos de qPCR. El análisis de los valores medios de Ct, los valores medios de log PCN y el rango de valores de log PCN de la semilla de algodón y el algodón en bruto, que son muestras de algodón que contienen semillas, mostró que de las muestras procesadas y obtenidas de diferentes fuentes durante un período de dos años, el PCN fue altamente invariable dentro del grupo mostrando una diferencia de hasta 4 plastomas, es decir, log 0,58 entre diferentes muestras, lo que indica un uso potencial del PCN como biomarcador para la determinación del género de plantas. Además, la observación de un PCN medio más bajo (log 2,9) y un PCN de rango más alto (log 3,09) para el arroz descascarillado quebrado (RS) en comparación con un PCN medio más alto (log 3,86) y un PCN de rango más bajo (log 0,05) para el arroz con cáscara cubierto (RP), donde la cáscara protege la semilla de arroz durante el procesamiento y almacenamiento poscosecha, sugiere que el PCN es un indicador de la calidad de la semilla. Para apoyar nuestra suposición de que el PCN puede ser modulado por factores abióticos, las semillas de arroz fueron tratadas con alta temperatura y humedad, las semillas expuestas a alta temperatura exhibieron valores Ct medios más altos en comparación con las semillas no tratadas, lo que indica una disminución en el PCN. En conclusión, el PCN puede usarse potencialmente como un biomarcador y un biosensor.